超高纯多晶硅原材料

大尺寸单晶硅片

新一代全背接触光伏电池

融入东方美学的古琴电池

钙钛矿电池

它们共同构建了

光伏降本增效的中国方案

今晚21:56

工业纪录片《逐光》

播出第二集【天外有天】

　　1958年，人类第一次将太阳能电池应用在卫星上。

　　当时，仅有100平方厘米的电池片，每发一度电的成本，约合300美元，大致相当于今天的2000美元。这意味着，不计成本的太空探索，几乎成了早期太阳能电池唯一的舞台。

　　在2025年新并网的一座吉瓦级太阳能电站中，中国制造的新型光伏组件，每发一度电的成本仅仅约为0.1元人民币。

　　从一度电300美元的贵族科技到0.1元人民币的大众能源，背后是太阳能电池的发电效率提升4.2 倍、成本下降超过99%的工业奇迹。

　　光伏，为什么能在短短几十年的时间里迅速崛起并席卷全球？

　　又为什么能超越众多种类的清洁能源，成为全球能源转型的主引擎？

　　答案，或许就藏在一场持续半个多世纪的科技竞逐之中。

　　新一代全背接触光伏电池：

　　实现效率与美学的双重突破！

　　ABC电池（全背接触光伏电池），将所有的电极导线移至背面，当电池的正面没有任何遮挡，阳光就可以毫无阻碍地唤醒硅原子深处的电子洪流。这样的设计比传统光伏电池多出了3%的受光面积，光电转换效率也随之提升了1至2个百分点。

　　新一批ABC电池（全背接触光伏电池）平均光电转换效率高达27.3%，进一步逼近单结晶硅电池发电效率的理论极限。在光伏制造领域，即使是0.1%的效率提升，往往都意味着研发投入的几何级增长。

　　凭借卓越的发电效率和极致的美学设计，ABC电池（全背接触光伏电池）组件正加速应用于集中式及分布式电站场景。

　　在波黑，当地最大地面光伏电站选择了高效ABC；

　　在德国，ABC组件深受别墅用户的青睐；

　　在荷兰，人们选择ABC组件助力实现碳中和；

　　在珠穆朗玛峰，ABC组件打造了全球海拔最高的光储一体超级充电站。

　　古琴电池：把东方美学融入光伏制造

　　古琴，中国传统乐器。一排排琴弦横列，启发了我们对光伏技术的创新。古琴电池成串的外观像琴弦，将电流如同悠扬琴音般送往四方。

　　这是一根金属细丝，直径大约100微米。这根看似普通的金属丝，蕴藏着突破电池片光电转换效率的关键密码。主体用铜，外层镀银，这样的材料选择，相比以往在电池表面印刷银浆，可以大大降低电池片的制造成本。

　　相较于传统网版印刷技术，金属丝线直接焊接在细栅线上，大幅缩短了电子传输路径。

　　中试产线上，新一批电池片已经新鲜出炉，实测证明，电池片银浆使用率降低75%，发电效率提升近2%。

　　这是中国工程师带来的又一次光伏发电效率的显著提升。

　　多晶硅：中国企业在能耗和成本控制上做到了全球最低

　　多晶硅是生产太阳能电池片的原材料，它的纯度直接影响下游电池片的转换效率。不仅如此，仅多晶硅制造环节，就要消耗光伏制造中近30%的能耗，因此，这个环节的能耗开支，直接决定太阳能电池片的最终价格。

　　中国企业通过对工艺的极致优化，在能耗和成本控制上做到了全球最低，纯度高达“11个9”（99.999999999%），相当于在一千亿个原子中只有一个杂质，不仅如此，能耗降低了5.3%，仅这一点进步就意味着每年将节省上百万元的能耗支出。

　　中国光伏企业用5年时间，将高纯度多晶硅的市场价格从高峰时的每吨300万元下降至每吨4万元左右。如今，全球每10片光伏电池中，就有7片使用中国的多晶硅原料。

　　今天，光伏领域制造的高纯度多晶硅，已经完全满足半导体芯片的制造。这场始于提升多晶硅纯度的技术共振，正在重塑全球高端制造的底层逻辑。

　　12英寸超大硅片：打破了光伏行业泛8寸硅片尺寸局限

　　制备高纯度多晶硅，只是光伏在材料层面创新的第一步，下一步要做的是让多晶硅内部的原子实现有序列队，从而制得单晶硅。正是这一复杂过程曾使单晶硅制造成本居高不下，而如今中国通过技术突破将单晶硅棒的生产成本从原来的300元每公斤降至20元每公斤，降幅高达93%。

　　炉内加热至1500℃，熔化后的多晶硅料在籽晶的牵引下，缓慢旋转拉升，脱离了溶液的硅材料逐渐凝固形成圆柱体，这时，每一个硅原子找到自己唯一正确的位置，从而实现有序队列。

　　5200根金刚线密集排列，它们高速转动如同一把把利刃，将90厘米长的单晶硅棒一次性切割成5200片厚度仅130微米的单晶硅片。

　　2019年，中国成功设计和制造出12英寸超大硅片，打破了光伏行业近十年泛8寸硅片尺寸局限。数据显示，12英寸超大硅片让光电转换效率提升1.08%，生产制造效率增益80.5%，度电成本降低6.8%。在实现全产业链大幅降本的同时，引领光伏行业加速进入6.0、7.0及N型高效时代。

　　2023年，这款“G12太阳能单晶硅片”入藏中国国家博物馆，成为见证中国光伏产业发展的重要里程碑。

　　钙钛矿电池：光伏产业的新质生产力

　　钙钛矿是太阳能发电材料家族中的年轻成员，但它仅用了10年时间便追赶上了硅材料40年走过的路。业内认为，钙钛矿最有可能颠覆硅材料，因此钙钛矿被称为光伏产业的明日之星。

　　然而，这种材料却存在着致命短板，不耐高温、不耐光照、易水解、易氧化，十分不稳定，2009年诞生的首款钙钛矿太阳能电池，使用时间仅维持了3分钟就迅速衰减。直到今天，钙钛矿电池的平均寿命，也仅仅达到三千多小时，远低于晶硅电池25年的平均寿命。这成了制约钙钛矿电池产业化发展的瓶颈。

　　中国科学院院士杨德仁的团队从改变钙钛矿的分子结构入手，把钙钛矿电池的寿命提高到了一万多个小时，不仅如此，他们用新配方制备的钙钛矿电池实验件，光电转换效率超过了26%。

　　2024年，杨德仁院士团队将关于钙钛矿的研发成果刊登在了国际顶级学术期刊上，再次吸引了世界范围的广泛关注。